CN113824592B - 量子网络管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供量子网络管理系统，所述量子网络管理系统包括统一接入模块，自监控代理模块，采集处理模块，量子存量管理模块，经典存量管理模块，故障监控模块，智能巡检模块，综合拓扑模块，自监控管理模块，和安全管理模块。本发明的量子网络管理系统能够对融合经典网络的量子通信网络的安全统一接入、综合监控，解决了该领域网络管理系统从无到有的大跨越。

Description

量子网络管理系统

技术领域

本发明属于量子通信网络技术领域，具体涉及量子网络管理系统。

背景技术

随着越来越多关乎国计民生的信息承载在规模庞大、多样化的现代通信网 络上面，信息安全尤其越发的体现出其重要性。信息安全是现代通信网络的重 要组成部分，网络的核心信息必须保证绝对的安全。量子保密通信网络依托其 特有的物理安全特性，被赋予“绝对”安全信息通信的使命。因此，近年来， 量子保密通信网络发展速度越来越快，规模越来越大，各个量子保密通信骨干网、城域网、政务网、金融网相继建成，并且融合逐渐规模化、多样化的经典 网络，此时，仅仅依靠量子设备、经典设备管理系统，已经很难满足用户与运 维的需求，急需发明一种量子网络管理系统，能够安全接入多个量子设备、经 典设备管理系统，深度融合量子与经典网络的管理与监控架构，能够快速有效 地进行综合管理、监控、故障定位，降低人工运维成本，提高运维效率。

现有的经典网络管理系统无法对量子保密通信网络进行管理，不具备量子 网络的安全接入能力，无法对管理系统自身服务器进行管理。本系统主要解决 的是量子保密通信网络，尤其是融合经典设备的量子保密通信网络的安全统一 接入、综合监控，以及自监控管理的方法与技术实现。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种量子网络管理系统，所述量子网络管 理系统包括：统一接入模块：其对量子、数通、传输不同的设备管理系统进行 统一接入，并将量子网络与经典网络的管理信息通过API上报采集处理模块； 自监控代理模块：其识别支持的量子网络管理系统的服务器架构及操作系统，并通过命令行接口获取量子设备管理系统自身服务器的管理信息；采集处理模 块：其主动定期采集、同步量子网络与经典网络的管理与监控信息，并进行适 配、分析与处理；量子存量管理模块：其负责量子网络的存量信息的管理功能， 存量规模报表呈现，以及进行存量信息手工同步功能；经典存量管理模块：其负责经典网络的存量信息的管理功能，存量规模报表呈现，以及进行存量信息 手工同步功能；故障监控模块：其负责量子网络和经典网络故障信息的订阅、 管理与监控功能，以及故障标准化、故障策略管理、告警操作、光声控制功能；智能巡检模块：其负责性能巡检指标、对象、策略设置，性能巡检任务制定， 性能巡检报表展示；综合拓扑模块：其负责量子与经典网络拓扑视图管理与展 示；自监控管理模块：其负责量子网络管理系统自身服务器主机的管理信息的 呈现与监视；和安全管理模块：其负责系统用户、角色与权限管理，以及系统的日志审计管理；负责密码安全体系和数据加密体系管理。

在一种实施方式中，所述量子网络管理系统还包括运维系统接口模块，其 将系统分析诊断出来的根告警或者业务告警上报给量子网络运维管理系统，并 根据运维系统的反馈信息实时更新故障处理状态。

在一种实施方式中，量子网络管理系统包括，一级量子网络管理系统和二 级量子网络管理系统，所述二级量子网络管理系统包括北向接口模块，所述北 向接口模块向一级量子网络管理系统提供数据上报接口服务，一级量子网络管 理系统的运维接口模块将系统分析诊断出来的影响业务的故障上报给量子网 络运维管理系统，并根据量子网络运维管理系统的反馈信息实时更新故障处理状态。

在一种实施方式中，所述统一接入模块包括：安全接入单元，其使用密码 卡技术获取安全密钥，供接口协议认证、加解密；量子网管接入单元：其接入 量子设备的管理与监控信息；数通网管接入单元：其接入数通设备的管理与监 控信息；传输网管接入单元：其接入传输设备的管理与监控信息；和统一API 单元：其将不同接口协议获取的管理数据进行格式化处理，并通过统一API 上报给采集处理模块。

在一种实施方式中，所述自监控代理模块包括：采集命令单元，其存储多 个类型架构的操作系统的交互命令或指令集；自监控代理初始化单元，其初始 化并通过系统级命令行获取操作系统信息；系统架构标识单元：其标识操作系 统及硬件架构，判断服务器是否为自监控支持的操作系统和架构；和配置与性 能采集单元：其根据标识到的支持的操作系统及架构标识，从采集命令单元中匹配对应的指令集，对服务器自身信息和性能参数进行采集，并上报采集处理 模块。

在一种实施方式中，所述采集处理模块包括存量数据自动采集子模块、智 能巡检自动采集子模块、故障监控自动采集子模块、综合拓扑自动采集子模块 和自监控自动采集子模块。

在一种实施方式中，所述存量数据自动采集子模块包括：设备模板单元： 存储量子与经典设备型号及模板的经验库，供设备模板智能匹配使用；存量数 据自动采集单元：其通过统一接入模块的API接口调用，进行存量数据自动采 集与同步；设备模板智能匹配单元：其从存量信息中提取模板相关信息，再与设备模板库中相应的设备模板进行智能匹配，搜索出对应的设备模板；存量数 据处理单元：如果搜索到相应的配置模板，则对配置数据进行相应的适配、分 析、校验、入库处理；如果设备信息与模板信息中对应数据有部分差异，则标 记并记录下来，通过主动通知的方式告知用户。

在一种实施方式中，所述智能巡检自动采集子模块包括：巡检任务单元： 其提供用户制定的性能巡检任务库，用户设置需要自动采集的性能对象、指标、 粒度；巡检策略单元：其制定智能采集策略；性能采集初始化单元：其创建并 初始化自动巡检采集主线程，与统一接入模块的API接口建立连接；采集任务池管理单元：其从巡检任务单元加载自动采集任务的优先级、巡检时间计划， 结合性能指标、对象、粒度，整合成相应的采集任务池，并进行分类管理；线 程池智能分配单元：其从巡检策略单元加载智能采集策略，将分类后的采集任 务投放到采集线程中进行自动智能采集处理；性能报表统计单元：其对采集上 来的性能指标，根据用户个性化需求，进行统计，形成统计报表；性能指标分 析与预警单元：对性能指标进行越限分析，超过配置门阀值的进行超限标识，并根据预警原因和等级上报告警。

在一种实施方式中，所述故障监控自动采集子模块包括：故障标准化单元： 其提供厂商网管故障信息与量子网络管理系统显示的故障信息的重定义与标 准化，使故障信息能够统一，增加可读性与运维效率；故障采集单元：其创建 并初始化故障采集线程，与统一接入模块的API接口建立连接，采集或接收故 障信息；故障分析单元：其将故障信息中的故障原因与故障标准库中的故障原 因进行映射，得到网管标准显示的告警原因；同时，通过故障位置与故障原因 联合的唯一标识鉴别技术，将相同的告警进行压缩；将量子网络与经典网络故障融合分析，定位出影响量子业务的经典故障位置；故障订阅单元：其从故障订阅库中获得用户的个性化订阅需求，将符合订阅条件的故障生成订阅监控故 障；和故障操作单元：通过其用户能够在故障监控管理列表对关注的故障进行 确认，以便于标识并后续处理；通过人工或者系统能够自动将影响业务故障派 故障单到量子网络运维管理系统，供运维人员进一步检修与处理。

在一种实施方式中，所述综合拓扑采集子模块包括：拓扑采集初始化单元： 其创建并初始化综合拓扑采集线程，与统一接入模块的API接口建立连接；拓 扑关系采集单元：采集网络拓扑关系数据，并进行适配、分析、处理；当接收 到拓扑关系变更通知时，主动重新采集拓扑信息并更新处理；子网或站点采集 单元：采集子网或站点信息，以及量子网络、经典设备与子网或站点之间的逻 辑关系，并进行适配、分析、处理；能够建立多层子网，并且融合量子网络与 经典网络的综合子网；和综合拓扑订阅单元：加载拓扑订阅库，从订阅库中获得用户的个性化订阅需求，将符合订阅条件的拓扑生成订阅拓扑数据；将业务 性能指标、故障信息映射到拓扑视图上面，形成综合展示与监控信息。

在一种实施方式中，所述自监控自动采集模块包括：预警门限单元：其存 储性能参数门阀值信息，以及预警信息；自监控采集初始化单元：其初始化并 启动自监控采集线程，通过接口协议与自监控代理模块通信并进行认证，认证 成功则开始准备进行配置与性能数据采集，认证失败则记录错误日志；配置与 性能采集单元：其对自身服务器的配置信息进行采集和适配，对性能参数进行采集和适配；和性能分析与预警单元：其从预警门限单元加载预警门限信息， 并从中匹配到采集适配后的性能参数门阀信息，进行越限分析、处理，再根据 匹配到的告警原因和等级上报告警。

现有的技术中，通信网络管理系统只能接入与管理经典设备管理系统，如 传输、数通、IT等，而本发明的量子网络管理系统能够对融合经典网络的量子 通信网络的安全统一接入、综合监控，解决了该领域网络管理系统从无到有的 大跨越。

现有的技术中，经典领域的网络管理系统，对于网络拓扑的管理，往往是 单一专业网络拓扑的展示，而本发明的量子网络管理系统的综合拓扑视图则是 能够将量子、传输、数通等专业的网络拓扑进行综合展示与监控，解决了全专 业网络运行状态监控的迫切需求。

现有的技术中，网络管理系统，往往只针对专业网管的接入，而忽略了管 理系统自身的监控，本发明恰恰提出了对量子网络管理系统服务器自身资源与 性能的有效管理与监控的技术方案，当自身资源不足或性能出现劣化时，用户 能够及时发现并应及时采取解决措施。

本发明提出的多任务高并发智能巡检技术方案，通过性能采集任务的优先 级、频率、计划等策略智能分配采集线程，进行多专业(量子、经典)、多维 度(设备、插板、端口)、多粒度(月、周、天、时、分、秒)的性能任务智 能巡检与报表统计，提供更丰富的性能图表展示数据，让用户能够及时发现量 子网络运行过程中的异常情况，作更加综合、有效的分析。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记 载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的第一种量子网络管理系统结构示意图；

图2是本发明的第二种量子网络管理系统示意图；

图3是本发明的第三种量子网络管理系统示意图；

图4是本发明的统一接入模块结构示意图；

图5是本发明的自监控代理模块结构示意图；

图6是本发明的存量数据自动采集子模块结构示意图；

图7是本发明的智能巡检自动采集子模块结构示意图；

图8是本发明的故障监控自动采集子模块结构示意图；

图9是本发明的综合拓扑采集子模块结构示意图；

图10是本发明的自监控自动采集子模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术领域人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合 实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实 施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在 没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护 的范围。下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

量子网络管理系统，是一种具备安全接入、综合管理和监控量子保密通信 网络(简称量子网络)能力的管理系统。量子网络管理系统与量子设备管理系 统有以下三个不同点：

接入方式：量子设备管理系统的接入是直接对接设备，通常使用设备级的 SNMP接口；而量子网络管理系统的接入是对接量子设备管理系统，通常使用 系统及的北向接口，而非设备级接口，因此通常经典网络网管系统对北向接口 的安全性设计不够完善，但是量子网络本身就是提供安全服务，所以系统的安 全接入是相当的重要；

管理规模：量子设备管理系统管理的量子设备范围主要面向的是单个小区 域，几个站点，甚至只是单个站点内的量子设备，设备规模比较小，通常是100 台设备以内；而量子网络管理系统面向的是骨干网络、城域网络，或者金融、 政务等专用网络的管理，网络规模非常庞大；

管理专业：量子设备管理系统管理通常只需要管理量子设备，而量子网络 管理系统因为面对的是整个量子网络，量子网络也需要经典网络来承载，因此 量子网络管理系统需要具备能够管理融合经典网络的全专业量子综合网络的 能力。

量子网络管理系统能够对融合经典网络的量子综合网络的故障监控、存量 数据、综合拓扑、智能巡检等进行全专业、全方位的管理、监控与故障定位。

如图1所示，其是本发明的第一种量子设备管理系统结构示意图，各个模 块负责如下。

统一接入模块：通过CORBA、REST、SNMP等多种接口协议对量子、数 通、传输等不同厂商设备管理系统进行统一接入，并将量子与经典网络的配置、告警、性能等管理信息通过API上报采集处理模块。

自监控代理模块：识别支持的服务器架构及操作系统，并通过命令行接口 获取量子设备管理系统自身服务器的配置数据、告警信息、性能参数等管理信 息。

采集处理模块：主动定期采集、同步量子与经典网络的配置数据、告警信 息、性能参数等管理与监控信息，并进行适配、分析与处理；能够进行故障处 理、压缩，以及性能指标报表统计、门阀值越限分析和预警，智能化巡检等。

量子存量管理模块：负责量子网络的设备、插板、端口、软件、面板图等 存量信息的管理功能，存量规模报表呈现，以及进行存量信息手工同步等功能。

经典存量管理模块：负责经典网络的设备、插板、端口、面板图等存量信 息的管理功能，存量规模报表呈现，以及进行存量信息手工同步等功能。

故障监控模块：负责量子和经典网络、链路异常等故障信息的订阅、管理 与监控等功能，以及故障标准化、故障策略管理、告警操作(确认、派单等)、 光声控制等功能。故障信息包括：时移攻击、强光攻击、探测器异常、量子信 道链路异常、成码率过低、密钥量不足、光丢失、经典链路中断等。

智能巡检模块：负责性能巡检指标、对象、策略设置，性能巡检任务制定， 性能巡检报表展示。性能指标或报表包括量子网络状态、成码率、错误率、量 子密钥使用情况，经典光功率、流量，CPU、内存、硬盘使用率等。

综合拓扑模块：负责量子与经典网络拓扑视图管理与展示，首创综合拓扑 订阅，使量子与经典网络能够同时展示与监控，全景拓扑与局部拓扑任意切换， 大大提高运维效率。

自监控管理模块：负责自身服务器主机的配置数据、告警信息、性能参数、 日志信息等管理信息的呈现与监视。配置数据包括：服务器主机信息，CPU、 内存、硬盘、网卡等配件信息；告警信息包括CPU负载、内存使用率、硬盘 使用率过高，应用进程、文件系统异常等；性能参数包括：包括CPU负载、 内存利用率、硬盘利用率，应用进程、文件系统、磁盘空间和吞吐等；安全管理信息包括：入侵、漏洞等安全事件、错误日志等。

安全管理模块：负责系统用户、角色与权限管理，以及系统的日志审计管 理；负责密码安全体系和数据加密体系管理，使用CORBA SSL、REST SSL、 SNMP V3接口，SM4加密算法等软件安全技术，结合密码卡硬件，进行系统 安全认证和数据传输加密，大大的提高系统的安全性和稳定性。

图1所示的量子设备管理系统工作流程：

1.统一接入模块通过CORBA、REST等多种接口协议与不同量子设备厂 商的设备管理系统的北向接口进行通信交互，并先进行安全认证，若认证成功， 则采集量子设备管理系统上报的存量管理数据、并进行解密、格式化处理，封 闭为统一API接口上报给采集处理模块；若认证失败，则不接入该量子网管的存量数据；采集处理模块通过API接口调用，自动采集与同步存量数据，再适 配、处理后提供给量子存量管理模块；量子存量管理模块获得采集处理模块提 供的存量数据后，通过列表、面板图等可视化方式对存量信息进行管理与展示； 安全管理模块对量子存量管理模块的关键功能进行安全审计。

2.统一接入模块通过CORBA、REST、SNMP等多种接口协议与不同经 典设备厂商的设备管理系统的北向接口进行通信交互，并先进行安全认证，若 认证成功，则采集经典(数通、传输等)设备管理系统上报的存量管理数据、 并进行解密、格式化处理，封闭为统一API接口上报给采集处理模块；若认证失败，则不接入该经典网管的存量数据；采集处理模块通过API接口调用，自 动采集与同步存量数据，再适配、处理后提供给经典存量管理模块；经典存量 管理模块获得采集处理模块提供的存量数据后，通过列表、面板图等可视化方 式对存量信息进行管理与展示；安全管理模块对经典存量管理模块的关键功能 进行安全审计。

3.统一接入模块通过CORBA、REST、SNMP等多种接口协议与不同专 业(经典、量子)的设备厂商的设备管理系统的北向接口进行通信交互，并先进行安全认证，若认证成功，则采集设备管理系统上报的性能参数、并进行解 密、格式化处理，封闭为统一API接口上报给采集处理模块；若认证失败，则 不接入该设备网管的性能参数；采集处理模块通过API接口调用，自动采集性 能参数，再适配、处理、统计形成性能指标后提供给智能巡检模块；智能巡检模块获得采集处理模块提供的性能指标后，通过列表、图表、报表等可视化方 式对性能指标进行巡检与展示；安全管理模块对智能巡检模块的关键功能进行 安全审计。

4.统一接入模块通过CORBA、REST、SNMP等多种接口协议与不同专 业(经典、量子)的设备厂商的设备管理系统的北向接口进行通信交互，并先进行安全认证，若认证成功，则采集设备管理系统上报的告警信息、并进行解 密、格式化处理，封闭为统一API接口上报给采集处理模块；若认证失败，则 不接入该设备网管的告警信息；采集处理模块通过API接口调用，自动采集与 同步告警信息，再进行分析、处理后提供给故障监控模块；故障监控模块获得采集处理模块提供的告警信息后，通过图表、列表、拓扑等可视化方式对故障 信息进行监控；安全管理模块对故障监控模块的关键功能进行安全审计。

5.统一接入模块通过CORBA、REST、SNMP等多种接口协议与不同专 业(经典、量子)的设备厂商的设备管理系统的北向接口进行通信交互，并先进行安全认证，若认证成功，则采集设备管理系统上报的网络拓扑信息、并进 行解密、格式化处理，封闭为统一API接口上报给采集处理模块；若认证失败， 则不接入该设备网管的网络拓扑信息；采集处理模块通过API接口调用，自动 采集网络拓扑信息，再适配、处理形成综合拓扑信息后提供给综合拓扑模块；综合拓扑模块获得采集处理模块提供的综合拓扑信息后，通过拓扑视图的可视 化方式对量子网络拓扑进行综合拓扑展示与监控；安全管理模块对综合拓扑模 块的关键功能进行安全审计。

6.自监控代理模块通过命令行接口采集自身服务器的配置、告警、性能数 据后，提供给采集处理模块；采集处理模块对数据进行适配、分析与处理，再 提供给自监控管理模块；自监控管理模块将配置、告警、性能信息进行面板图、 图表、拓扑等多种形式的可视化展示、管理与监控。

在一种实施方式中，图2是本发明的第二种量子网络管理系统结构示意图。 图2的量子网络管理系统在图1的系统结构示意图的基础上，增加了运维系统接口模块模块，具体如图2所示。

图2的系统结构示意图中，量子存量管理模块、经典存量管理模块、智能 巡检模块、故障监控模块、自监控管理模块、安全管理模块与图1系统结构示 意图所述一致，这里不再重复阐述，新增运维系统接口模块功能如下。

运维系统接口模块：通过SOAP接口协议将系统分析诊断出来的根告警或 者业务告警上报给量子网络运维管理系统，并根据运维系统的反馈信息实时更 新故障处理状态。

图2的量子网络管理系统的工作流程如下。网络管理与自监控管理工作流 程在图1中已经详细阐述，这里不再重复。图2主要新增的工作流程为：通过 SOAP接口协议将系统分析诊断出来的影响业务的故障上报给量子网络运维管 理系统，并根据运维系统的反馈信息实时更新故障处理状态。

在一种实施方式中，图3是本发明的第三种量子网络管理系统结构示意图 在。图2的系统结构示意图的基础上，增加了北向接口服务，并且扩展为支持 一级、二级的应用场景，如图3所示。

图3的系统结构示意图，一级和二级的量子网络管理系统中的量子存量管 理模块、经典存量管理模块、智能巡检模块、故障监控模块、自监控管理模块、 安全管理模块与图1系统结构示意图所述一致，这里不再重复阐述，新增北向接口模块功能如下。

北向接口模块：二级量子网络管理系统通过CORBA接口协议向一级量子 网络管理系统提供数据上报接口服务，包括存量管理数据、故障信息、性能巡 检指标、综合拓扑信息等，一级量子网络管理系统通过SOAP接口协议将系统 分析诊断出来的影响业务的故障上报给量子网络运维管理系统，并根据运维系 统的反馈信息实时更新故障处理状态。

图3的量子网络管理系统工作流程如下。二级量子网络管理系统的北向接 口模块通过CORBA接口协议向一级量子网络管理系统提供数据上报接口服 务，包括存量管理数据、故障信息、性能巡检指标、综合拓扑信息等，一级量子网络管理系统的运维接口模块通过SOAP接口协议将系统分析诊断出来的影 响业务的故障上报给量子网络运维管理系统，并根据运维系统的反馈信息实时 更新故障处理状态。

在一种实施方式中，本发明图1-3中的统一接入模块的实现方法和结构如 图4所示。统一接入模块包括安全接入单元、量子网管接入单元、数通网管接 入单元、传输网管接入单元、统一API单元。

安全接入单元：使用密码卡技术获取安全密钥，供CORBA、SNMP、REST 等接口协议认证、加解密。

量子网管接入单元：通过量子设备管理系统的北向CORBA接口协议接入 量子设备的存量配置、告警、性能等管理与监控信息。

数通网管接入单元：通过数通设备管理系统的北向SNMP接口协议接入数 通设备的存量配置、告警、性能等管理与监控信息。

传输网管接入单元：通过传输设备管理系统的北向REST接口协议接入传 输设备的存量配置、告警、性能等管理与监控信息。

统一API单元：将不同接口协议获取的管理数据进行格式化处理，并通过 统一API上报给采集处理模块。

图4的统一接入模块工作流程如下。

1.安全接入单元启动CORBA采集线程，从密码卡中获取安全密钥，进行 接口登录与安全认证，若认证成功，则上报成功标识发送给量子网管接入单元； 若认证失败，则记录认证失败异常日志，并且不接入该量子网管数据；量子网 管接入单元采集存量配置、告警、性能、拓扑等管理与监控信息，并进行解密、 格式化处理，并将数据发送给统一API单元；统一API单元对数据进行封装， 并形成统一的接口模型。

2.安全接入单元启动SNMP采集线程，从密码卡中获取安全密钥，进行 接口登录与安全认证，若认证成功，则上报成功标识发送给数通网管接入单元； 若认证失败，则记录认证失败异常日志，并且不接入该数通网管数据；数通网 管接入单元采集存量配置、告警、性能、拓扑等管理与监控信息，并进行解密、 格式化处理，并将数据发送给统一API单元；统一API单元对数据进行封装， 并形成统一的接口模型。

3.安全接入单元启动REST采集线程，从密码卡中获取安全密钥，进行接 口登录与安全认证，若认证成功，则上报成功标识发送给传输网管接入单元； 若认证失败，则记录认证失败异常日志，并且不接入该传输网管数据；传输网 管接入单元采集存量配置、告警、性能、拓扑等管理与监控信息，并进行解密、 格式化处理，并将数据发送给统一API单元；统一API单元对数据进行封装， 并形成统一的接口模型。

在一种实施方式中，本发明图1-3中的自监控代理模块的实现方法和结构 如图5所示。

自监控代理模块包括自监控代理初始化单元、系统架构标识单元、采集命 令单元和配置与性能采集单元。

采集命令单元：存储多个类型架构的操作系统的交互命令或指令集。

自监控代理初始化单元：初始化并通过系统级命令行获取操作系统信息， 如操作系统名称、类型、架构等。

系统架构标识单元：标识操作系统及硬件架构，因为不同的系统架构指令 集有所差异；判断服务器是否为自监控支持的操作系统和架构。

配置与性能采集单元：根据标识到的支持的操作系统及架构标识，从采集 命令单元中匹配对应的指令集，对服务器自身的主机、CPU、内存、磁盘等信 息进行采集；对CPU、内存、硬盘使用率，流量等性能参数进行采集，并上报 采集处理模块。

图5的自监控代理模块工作流程如下。

1.自监控代理初始化单元初始化并通过系统级命令行获取操作系统信息， 并将系统信息发送给系统架构标识单元。

2.系统架构标识单元判断该服务器是否为自监控支持的操作系统和架构， 如果支持，则标识为支持，并发送给配置与性能采集单元；如果不支持，则标 识为不支持，记录日志信息。

3.配置与性能采集单元从采集命令单元中搜索并匹配对应的指令集，采集 主机、CPU、内存、磁盘等配置信息，以及CPU、内存、硬盘使用率，流量等性能参数。

在一种实施方式中，图1-3中采集处理模块，又分为：存量数据自动采集 子模块、智能巡检自动采集子模块、故障监控自动采集子模块、综合拓扑自动 采集子模块、自监控自动采集子模块，下面将对其结构与方法进行阐述。

在一种实施方式中，存量数据自动采集子模块结构如图6所示。

存量数据自动采集模块包括存量数据自动采集单元、设备模板单元、设备 模板智能匹配单元和存量数据处理单元。

设备模板单元：存储量子与经典设备型号及模板的经验库，供设备模板智 能匹配使用。

存量数据自动采集单元：通过统一接入模块的API接口调用，进行存量数 据自动采集与同步；具备自动采集与同步的存量数据包括：设备、插板、端口、 软件等。

设备模板智能匹配单元：从存量信息中提取设备型号、插板型号、端口型 号、软件类型等模板相关信息，再与设备模板库中相应的设备模板进行智能匹 配，搜索出对应的设备模板。

存量数据处理单元：如果搜索到相应的配置模板，则对配置数据进行相应 的适配、分析、校验、入库处理；如果设备信息与模板信息中对应插板数据有 部分差异，或者插板信息与模板信息中对应的端口数据有部分差异，则标记并 记录下来，通过主动通知的方式告知用户。

图6的存量数据自动采集模块工作流程。

1.存量数据自动采集单元通过统一的API调用相应的接口，自动采集与 同步存量数据，然后发送给设备模板智能匹配单元；

2.模板智能匹配单元从存量信息中提取设备型号、插板型号、端口型号等 模板相关信息，再从设备模板单元中智能匹配并搜索对应的配置模板，如果匹 配成功，则将配置模板并发送给存量数据处理单元，如果匹配失败，则记录匹 配失败日志；

3.存量数据处理单元对存量数据进行相应的适配、分析、校验、处理。

在一种实施方式中，智能巡检自动采集子模块结构如图7所示。

智能巡检自动采集子模块包括性能采集初始化单元、巡检任务单元、采集 任务池管理单元、巡检策略单元、线程池智能分配单元、性能报表统计单元、 性能指标分析与预警单元。

巡检任务单元：提供用户制定的性能巡检任务库，用户设置需要自动采集 的性能对象、指标、粒度，以及任务优先级、巡检时间计划等。

巡检策略单元：制定智能采集策略，比如采集线程优先级、频率、时间片、 线程活跃数等。

性能采集初始化单元：创建并初始化自动巡检采集主线程，与统一接入模 块的API接口建立连接。

采集任务池管理单元：从巡检任务单元加载自动采集任务的优先级、巡检 时间计划等，结合性能指标、对象、粒度，整合成相应的采集任务池，并进行 分类管理。

线程池智能分配单元：从巡检策略单元加载智能采集策略，将分类后的采 集任务投放到采集线程中进行自动智能采集处理，对于优先级高的任务，根据 巡检策略分配多一些线程资源和运行时间片。通过多线程高并发、多任务自动 智能性能采集技术，采集量子与经典网络的性能指标信息，包括：设备状态、 成码率、密钥量、流量、CPU使用率、内存使用率、硬盘使用率、温度等。

性能报表统计单元：对采集上来的性能指标，根据用户个性化需求，进行 统计，形成统计报表，如链路成码率报表、输出密钥量报表、配对密钥量报表、 数通流量报表、传输光功率报表等。

性能指标分析与预警单元：对性能指标进行越限分析，超过配置门阀值的 进行超限标识，并根据预警原因和等级上报告警，如密钥量不足预警、成码率 过低预警、内存不足预警等。

图7的智能巡检自动采集模块工作流程如下。

1.性能采集初始化单元创建自动巡检采集主线程，与统一接入模块的API 接口建立连接，若连接成功，将连接对象发送给采集任务池管理单元；若连接 失败，记录连接失败异常日志。

2.采集任务池管理单元从巡检任务单元加载自动采集任务的优先级、巡检 时间计划等，根据采集任务的优先级、巡检时间计划、性能指标、对象、粒度， 创建采集任务池，并将采集任务发送给线程池智能分配单元。

3.线程池智能分配单元从巡检策略单元加载智能采集策略，将分类后的采 集任务投放到采集线程池中进行自动智能采集处理，对于优先级高的任务，根 据巡检策略分配多一些线程资源和运行时间片，通过多线程高并发、多任务自 动采集到量子与经典专业的性能参数并适配、处理后，发送给性能报表统计单 元。

4.性能报表统计单元根据用户个性化需求，进行性能指标统计，形成个性 化统计报表，并发送给性能指标分析与预警单元。

5.性能指标分析与预警单元根据性能指标门阀值配置，对统计后的性能指 标对进行越限分析，超过门阀值的进行越限颜色标识，并根据预警原因和等级 上报告警。

在一种实施方式中，故障监控自动采集子模块结构如图8所示。

故障监控自动采集子模块包括故障标准化单元、故障采集单元、故障分析 单元、故障订阅单元和故障操作单元。

故障标准化单元：提供厂商网管故障信息与量子网络管理系统显示的故障 信息的重定义与标准化，使故障信息能够统一，增加可读性与运维效率。

故障采集单元：创建并初始化故障采集线程，与统一接入模块的API接口 建立连接，采集或接收故障信息。

故障分析单元：将故障信息中的各个厂商网管的故障原因与故障标准库中 的厂商故障原因进行映射，得到网管标准显示的告警原因；同时，通过故障位 置与故障原因联合的唯一标识鉴别技术，将相同的告警进行压缩，大大提高告 警处理和上报效率；将量子与经典网络故障融合分析，定位出影响量子业务的 经典故障位置。

故障订阅单元：从故障订阅库中获得用户的个性化订阅需求，将符合订阅 条件的故障生成订阅监控故障。

故障操作单元：用户能够在故障监控管理列表对关注的故障进行确认，以 便于标识并后续处理；通过人工或者系统能够自动将影响业务故障派故障单到 量子网络运维管理系统，供运维人员进一步检修与处理。

图8的故障监控自动采集模块工作流程：

1.故障采集单元创建并初始化故障采集线程，与统一接入模块的API接 口建立连接，如果连接成功，则采集或接收量子与经典网络的故障信息，并发 送给故障分析单元；如果连接失败，则记录连接失败异常日志。

2.故障分析单元从故障标准化单元中获取标准化告警原因，将厂商网管告 警映射为标准的故障原因，结合故障位置，对故障进行压缩等分析处理，并将 处理后的故障发送给告警订阅单元。

3.故障订阅单元从故障订阅库中获得用户的个性化订阅需求，将符合订阅 条件的故障生成故障监控列表，并发送给故障操作单元。

4.故障操作单元对故障监控列表中影响业务的故障进行确认，并派故障单 到量子网络运维管理系统，供运维人员进一步检修与处理。

在一种实施方式中，综合拓扑采集子模块结构如图9所示。

综合拓扑采集子模块包括拓扑采集初始化单元、拓扑关系采集单元、子网 或站点采集单元和综合拓扑订阅单元。

拓扑采集初始化单元：创建并初始化综合拓扑采集线程，与统一接入模块 的API接口建立连接。

拓扑关系采集单元：采集网络拓扑关系数据，并进行适配、分析、处理， 包括量子、数通、传输等专业的拓扑关系信息；当接收到拓扑关系变更通知时， 主动重新采集拓扑信息并更新处理。

子网或站点采集单元：采集子网或站点信息，以及量子、经典设备与子网 或站点之间的逻辑关系，并进行适配、分析、处理；能够建立多层子网，并且 融合量子与经典网络的综合子网。

综合拓扑订阅单元：加载拓扑订阅库，从订阅库中获得用户的个性化订阅 需求，将符合订阅条件的拓扑生成订阅拓扑数据；将业务性能指标、故障信息 映射到拓扑视图上面，形成综合展示与监控信息。

图9的综合拓扑采集子模块工作流程如下。

1.拓扑采集初始化单元创建并初始化综合拓扑采集线程，与统一接入模块 的API接口建立连接，若连接成功，则将连接对象发送给拓扑关系采集单元； 若连接失败，则记录连接失败异常日志；

2.拓扑关系采集单元自动采集量子、经典的网络拓扑关系，并进行适配、 分析、处理，当接收到拓扑关系变更通知时，主动重新采集拓扑信息并更新处 理，采集成功后将成功状态标识发送给子网或站点采集单元；失败则记录异常 日志；

3.子网或站点采集单元自动采集量子、经典设备所属子网或站点信息，进 行适配、分析、处理，采集成功后将成功状态标识发送给综合拓扑订阅单元； 失败则记录异常日志。

4.综合拓扑订阅单元将采集到的量子、经典的拓扑关系、子网、站点信息 进行综合关联分析，并根据个性化的拓扑订阅需求生成综合拓扑数据，并映射 业务性能指标、故障信息，形成综合拓扑展示与监控信息。

在一种实施方式中，自监控自动采集子模块结构如图10所示。

自监控自动采集模块包括自监控采集初始化单元、配置与性能采集单元、 预警门限单元和性能分析与预警单元。

预警门限单元：存储性能参数门阀值信息，以及预警信息，如告警名称， 告警等级等。

自监控采集初始化单元：初始化并启动自监控采集线程，通过SNMP V3 接口协议与自监控代理模块通信并进行认证，认证成功则开始准备进行配置与 性能数据采集，认证失败则记录错误日志。

配置与性能采集单元：对自身服务器的主机、CPU、内存、磁盘等配置信 息进行采集和适配；对CPU、内存、硬盘使用率，流量等性能参数进行采集和 适配。

性能分析与预警单元：从预警门限单元加载预警门限信息，并从中匹配到 采集适配后的性能参数门阀信息，进行越限分析、处理，再根据匹配到的告警 原因和等级上报告警。

图10自监控自动采集模块工作流程：

1.自监控采集初始化单元从安全密钥生成单元获取安全密钥，并通过 SNMP V3接口协议与自监控代理模块通信并进行认证，如果认证成功，则发 送成功信息给配置与性能采集单元；如果认证失败，则记录错误日志；

2.配置与性能采集单元开始执行采集服务器主机、配件等配置信息，以及 CPU、内存使用率等性能参数，通过安全密钥进行解密，并发送给性能分析与 预警单元；

3.性能分析与预警单元从预警门限单元获取预警门阀值信息，进行越限分 析、处理，并上报告警。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可 以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.量子网络管理系统，其特征在于，所述量子网络管理系统包括：

统一接入模块：其对量子、数通、传输不同的设备管理系统进行统一接入，并将量子网络与经典网络的管理信息通过API上报采集处理模块；

自监控代理模块：其识别支持的量子网络管理系统的服务器架构及操作系统，并通过命令行接口获取量子设备管理系统自身服务器的管理信息；

采集处理模块：其主动定期采集、同步量子网络与经典网络的管理与监控信息，并进行适配、分析与处理；

量子存量管理模块：其负责量子网络的存量信息的管理功能，存量规模报表呈现，以及进行存量信息手工同步功能；

经典存量管理模块：其负责经典网络的存量信息的管理功能，存量规模报表呈现，以及进行存量信息手工同步功能；

故障监控模块：其负责量子网络和经典网络故障信息的订阅、管理与监控功能，以及故障标准化、故障策略管理、告警操作、光声控制功能；

智能巡检模块：其负责性能巡检指标、对象、策略设置，性能巡检任务制定，性能巡检报表展示；

综合拓扑模块：其负责量子与经典网络拓扑视图管理与展示；

自监控管理模块：其负责量子网络管理系统自身服务器主机的管理信息的呈现与监视；和

安全管理模块：其负责系统用户、角色与权限管理，以及系统的日志审计管理；负责密码安全体系和数据加密体系管理；

其中所述统一接入模块通过多种接口协议与不同量子设备厂商的设备管理系统的北向接口进行通信交互，并先进行安全认证，若认证成功，则采集量子设备管理系统上报的存量管理数据，并进行解密、格式化处理，封闭为统一API接口上报给采集处理模块；

其中所述统一接入模块通过多种接口协议与不同经典设备厂商的设备管理系统的北向接口进行通信交互，并先进行安全认证，若认证成功，则采集经典设备管理系统上报的存量管理数据，并进行解密、格式化处理，封闭为统一API接口上报给采集处理模块。

2.根据权利要求1所述的量子网络管理系统，其特征在于，所述量子网络管理系统还包括运维系统接口模块，其将系统分析诊断出来的根告警或者业务告警上报给量子网络运维管理系统，并根据运维系统的反馈信息实时更新故障处理状态。

3.根据权利要求2所述的量子网络管理系统，其特征在于，量子网络管理系统包括，一级量子网络管理系统和二级量子网络管理系统，所述二级量子网络管理系统包括北向接口模块，所述北向接口模块向一级量子网络管理系统提供数据上报接口服务，一级量子网络管理系统的运维接口模块将系统分析诊断出来的影响业务的故障上报给量子网络运维管理系统，并根据量子网络运维管理系统的反馈信息实时更新故障处理状态。

4.根据权利要求1-3任一所述的量子网络管理系统，其特征在于，所述统一接入模块包括：

安全接入单元，其使用密码卡技术获取安全密钥，供接口协议认证、加解密；

量子网管接入单元：其接入量子设备的管理与监控信息；

数通网管接入单元：其接入数通设备的管理与监控信息；

传输网管接入单元：其接入传输设备的管理与监控信息；

统一API单元：其将不同接口协议获取的管理数据进行格式化处理，并通过统一API上报给采集处理模块。

5.根据权利要求1-3任一所述的量子网络管理系统，其特征在于，所述自监控代理模块包括：

采集命令单元，其存储多个类型架构的操作系统的交互命令或指令集；

自监控代理初始化单元，其初始化并通过系统级命令行获取操作系统信息；

系统架构标识单元：其标识操作系统及硬件架构，判断服务器是否为自监控支持的操作系统和架构；和

配置与性能采集单元：其根据标识到的支持的操作系统及架构标识，从采集命令单元中匹配对应的指令集，对服务器自身信息和性能参数进行采集，并上报采集处理模块。

6.根据权利要求1-3任一所述的量子网络管理系统，其特征在于，所述采集处理模块包括存量数据自动采集子模块、智能巡检自动采集子模块、故障监控自动采集子模块、综合拓扑自动采集子模块和自监控自动采集子模块。

7.根据权利要求6所述的量子网络管理系统，其特征在于，所述存量数据自动采集子模块包括：

设备模板单元：存储量子与经典设备型号及模板的经验库，供设备模板智能匹配使用；

存量数据自动采集单元：其通过统一接入模块的API接口调用，进行存量数据自动采集与同步；

设备模板智能匹配单元：其从存量信息中提取模板相关信息，再与设备模板库中相应的设备模板进行智能匹配，搜索出对应的设备模板；

存量数据处理单元：如果搜索到相应的配置模板，则对配置数据进行相应的适配、分析、校验、入库处理；如果设备信息与模板信息中对应数据有部分差异，则标记并记录下来，通过主动通知的方式告知用户。

8.根据权利要求6所述的量子网络管理系统，其特征在于，所述智能巡检自动采集子模块包括：

巡检任务单元：其提供用户制定的性能巡检任务库，用户设置需要自动采集的性能对象、指标、粒度；

巡检策略单元：其制定智能采集策略；

性能采集初始化单元：其创建并初始化自动巡检采集主线程，与统一接入模块的API接口建立连接；

采集任务池管理单元：其从巡检任务单元加载自动采集任务的优先级、巡检时间计划，结合性能指标、对象、粒度，整合成相应的采集任务池，并进行分类管理；

线程池智能分配单元：其从巡检策略单元加载智能采集策略，将分类后的采集任务投放到采集线程中进行自动智能采集处理；

性能报表统计单元：其对采集上来的性能指标，根据用户个性化需求，进行统计，形成统计报表；

性能指标分析与预警单元：对性能指标进行越限分析，超过配置门阀值的进行超限标识，并根据预警原因和等级上报告警。

9.根据权利要求6所述的量子网络管理系统，其特征在于，所述故障监控自动采集子模块包括：

故障标准化单元：其提供厂商网管故障信息与量子网络管理系统显示的故障信息的重定义与标准化，使故障信息能够统一，增加可读性与运维效率；

故障采集单元：其创建并初始化故障采集线程，与统一接入模块的API接口建立连接，采集或接收故障信息；

故障分析单元：其将故障信息中的故障原因与故障标准库中的故障原因进行映射，得到网管标准显示的告警原因；同时，通过故障位置与故障原因联合的唯一标识鉴别技术，将相同的告警进行压缩；将量子网络与经典网络故障融合分析，定位出影响量子业务的经典故障位置；

故障订阅单元：其从故障订阅库中获得用户的个性化订阅需求，将符合订阅条件的故障生成订阅监控故障；和

故障操作单元：通过其用户能够在故障监控管理列表对关注的故障进行确认，以便于标识并后续处理；通过人工或者系统能够自动将影响业务故障派故障单到量子网络运维管理系统，供运维人员进一步检修与处理。

10.根据权利要求6所述的量子网络管理系统，其特征在于，所述综合拓扑采集子模块包括：

拓扑采集初始化单元：其创建并初始化综合拓扑采集线程，与统一接入模块的API接口建立连接；

拓扑关系采集单元：采集网络拓扑关系数据，并进行适配、分析、处理；当接收到拓扑关系变更通知时，主动重新采集拓扑信息并更新处理；

子网或站点采集单元：采集子网或站点信息，以及量子网络、经典设备与子网或站点之间的逻辑关系，并进行适配、分析、处理；能够建立多层子网，并且融合量子网络与经典网络的综合子网；

综合拓扑订阅单元：加载拓扑订阅库，从订阅库中获得用户的个性化订阅需求，将符合订阅条件的拓扑生成订阅拓扑数据；将业务性能指标、故障信息映射到拓扑视图上面，形成综合展示与监控信息。

11.根据权利要求6所述的量子网络管理系统，其特征在于，所述自监控自动采集模块包括：

预警门限单元：其存储性能参数门阀值信息，以及预警信息；

自监控采集初始化单元：其初始化并启动自监控采集线程，通过接口协议与自监控代理模块通信并进行认证，认证成功则开始准备进行配置与性能数据采集，认证失败则记录错误日志；

配置与性能采集单元：其对自身服务器的配置信息进行采集和适配，对性能参数进行采集和适配；和

性能分析与预警单元：其从预警门限单元加载预警门限信息，并从中匹配到采集适配后的性能参数门阀信息，进行越限分析、处理，再根据匹配到的告警原因和等级上报告警。